Đề bài
Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxi bằng cách nung nóng kali clorat:
\[KCl{O_3} \cdot \cdot \cdot > KCl + {O_2}\]
Hãy hoàn thành phương trình hóa học [PTHH] và trả lời những câu hỏi sau:
a] Muốn điều chế 6,72 lít khí oxi ở đktc cần dùng bao nhiêu gam KClO3?
b] Nếu có 2,4 mol KClO3 tham gia phản ứng, sẽ thu được bao nhiêu mol chất rắn và chất khí?
c] Nếu có 22,05 gam KClO3 tham gia phản ứng, sẽ thu được bao nhiêu mol chất rắn và chất khí?
d] Nếu có 26,82 gam KCl tạo thành, hãy tính khối lượng KClO3 cần dùng và thể tích khí oxi sinh ra ở đktc.
Lời giải chi tiết
Phương trình hóa học: \[2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2}\]
a] Số mol O2 thu được là: \[{n_{{O_2}}} = {{6,72} \over {22,4}} = 0,3\,\,mol\]
Cách 1: Phương trình hóa học:
\[\eqalign{ & 2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2} \cr & \,\,\,\,\,\,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,3\,\,\,\,\,\,\,\,[mol] \cr & \,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,3\,\,\,\,\,[mol] \cr & {x \over 2} = {{0,3} \over 3} \Rightarrow x = 0,2\,\,mol \cr & {m_{KCl{O_3}}} = {n_{KCl{O_3}}}.{M_{KCl{O_3}}} \cr&\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;= 0,2.122,5 = 24,5\,\,[g] \cr} \]
Cách 2: Phương trình hóa học:
\[\eqalign{ & 2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2} \cr & {{0,3.2} \over 3}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,0,3\,\,\,\,\,[mol] \cr & \Rightarrow {n_{KCl{O_3}}} = {{0,3.2} \over 3} = 0,2\,\,mol \cr & {m_{KCl{O_3}}} = {n_{KCl{O_3}}}.{M_{KCl{O_3}}} \cr&\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,= 0,2.122,5 = 24,5\,\,[g] \cr} \]
b] Cách 1: Phương trình hóa học:
\[\eqalign{ & 2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2} \cr & \,\,\,\,\,\,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,3\,\,\,\,\,\,\,\,[mol] \cr & \,\,\,\,\,2,4\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y\,\,\,\,\,\,\,\,[mol] \cr & \Rightarrow \left\{ \matrix{ {{2,4} \over 2} = {x \over 2} \Rightarrow x = 2,4\,\,mol \hfill \cr {{2,4} \over 2} = {y \over 3} \Rightarrow y = 3,6\,\,mol \hfill \cr} \right. \cr} \]
Chất rắn thu được là KCl: 2,4 mol; chất khí thu được là O2 : 3,6 mol
Cách 2: Phương trình hóa học:
\[\eqalign{ & 2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2} \cr & 2,4\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,{{2,4.2} \over 2}\,\, \to \,\,{{2,4.3} \over 2}\,\,\,\,\,\,\,\,[mol] \cr & \Rightarrow \left\{ \matrix{ {n_{KCl}} = {{2,4.2} \over 2} = 2,4\,\,mol \hfill \cr {n_{{O_2}}} = {{2,4.3} \over 2} = 3,6\,\,mol \hfill \cr} \right. \cr} \]
Chất rắn thu được là KCl: 2,4 mol; chất khí thu được là O2 : 3,6 mol
c] Số mol KClO3 cần dùng là: \[{n_{KCl{O_3}}} = {{{m_{KCl{O_3}}}} \over {{M_{KCl{O_3}}}}} = {{22,05} \over {122,5}} = 0,18\,\,mol\]
Phương trình hóa học:
\[\eqalign{ & 2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2} \cr &0,18\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,{{0,18.2} \over 2}\,\, \to {{0,18.3} \over 2}\,[mol] \cr & \Rightarrow \left\{ \matrix{ {n_{KCl}} = {{0,18.2} \over 2} = 0,18\,\,mol \hfill \cr {n_{{O_2}}} = {{0,18.3} \over 2} = 0,27\,\,mol \hfill \cr} \right. \cr} \]
Chất rắn thu được là KCl: 0,18 mol; chất khí thu được là O2 : 0,27 mol
d] Số mol KCl là: \[{n_{KCl}} = {{{m_{KCl}}} \over {{M_{KCl}}}} = {{26,82} \over {74,5}} = 0,36\,\,mol\]
Phương trình hóa học:
\[\eqalign{ & 2KCl{O_3} \to 2KCl + 3{O_2} \cr & \,{{0,36.2} \over 2}\,\,\, \leftarrow 0,36\,\, \to \,\,{{0,36.3} \over 2}\,\,[mol] \cr & \Rightarrow \left\{ \matrix{ {n_{KCl{O_3}}} = {{0,36.2} \over 2}\,\,\, = 0,36\,\,mol \hfill \cr {n_{{O_2}}} = \,{{0,36.3} \over 2}\, = 0,54\,\,mol \hfill \cr} \right. \cr & {m_{KCl{O_3}}} = {n_{KCl{O_3}}}.{M_{KCl{O_3}}}\cr&\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,\,= 0,36.122,5 = 44,1\,\,[g] \cr & {V_{{O_2}}} = 22,4.{n_{{O_2}}} = 22,4.0,54 \cr&\;\;\;\;\;\,\,= 12,096\,\,\,\,[l] \cr} \]